Diapositiva 1 - Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l`energia
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Diapositiva 1 - Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l`energia
Tecnologie Geomatiche per l’Osservazione dell’Ambiente Costiero 17-18 settembre 2009 ENEA Centro Ricerche Ambiente Marino, Santa Teresa Pozzuolo di Lerici, La Spezia Evidenze morfologiche ed applicazioni informatiche ai fini della valutazione del limite di inondazione di tsunami G. MASTRONUZZI1, 3 C. PIGNATELLI1 ,S. FERILLI2 ,B. MARENGLEN2 1 Dipartimento di Geologia e Geofisica, Università degli Studi di Bari di Informatica, Università degli Studi di Bari 3 LAGAT-TA Laboratorio GIS di Geologia Ambientale e Telerilevamento - TAranto II Facoltà di Scienze, Università degli Studi di Bari 2 Dipartimento Aran Islands Ireland (Williams and Hall, Marine Geology, 2004) Berme di blocchi ~25-50 m s.l.m. (max 250 tons) Oahu Island Hawaii, U.S.A. (Noormets et al., Sed. Geology, 2004) Blocchi sparsi ~3-6 m s.l.m. (max 100 tons) Ishigaki Island, Giappone Campi di blocchi (max 500 tonns) attribuiti qllo tsunami di Meiwa 1771 (Goto et al., Island Arc, 2009) Pakarang Cape, Thailand Campi di blocchi (max 23 tonns) (Goto et al., Marine Geology, 2009) Località nel Mondo dove sono state riconosciute evidenze morfologiche dell’impatto di onde eccezionali IGCP n. 495 2° International Tsunami Field Symposium Ostuni (Puglia, Italy Ionian Islands Italy)) – Lefkada ((Ionian Islands,, Greece Greece)) 21 -28 settembre 2008 21-28 Beach rock della Plaka di Aghios Nikolaus, Preveza, Greece (Voett et al., QI, 2008) La Berma di Blocchi di Sant’Emiliano, Lecce, Puglia, Italia (Mastronuzzi et al., Marine Geology, 2007) Campo di blocchi, Polignano, Bari, Puglia, Italia Le Castella, Crotone, Calabria Blocchi sparsi 1-2 m s.l.m. (max 3 tons) Punta Faro, Augusta, Sicilia (Scicchitano et al., Mar. Geol., 2007) Penisola della Maddalena, Siracusa, Sicilia (Scicchitano et al., Mar. Geol., 2007) (Mastronuzzi et al., Z.f.G., 2006) Algerian Coast (Maouche ett al., Mar. Geol., 2008) Berme campi di blocchi (max 200 tonns) attribuiti a due tsunami fra il 400 e il 1700 a.D. Qual’è Qual’è l’agente l’agente modellatore modellatore di di tali tali forme? forme? … … well well done!! done!! Bonaire island, Antille Olandesi (Scheffers, Quat. Int., 2004) 700 m ~ 45 m ~ 400 400 tons tons me me == 90 90 kg kg Bonaire Island (East coast) Boka Chikitu Thailandia, 26 dicembre 2004 Santa Sabina, Puglia, Italia 2 gennaio 2002 Thailandia, 26 dicembre 2004 Santa Sabina, Puglia, Italia 2 gennaio 2002 Tsunami Mareggiata eccezionale Venti eccezionali, tempeste eccezionali Gallipoli Gallipoli (LE) (LE) 11.01.1987 11.01.1987 Gallipoli Gallipoli (LE) (LE) 11.01.1987 11.01.1987 Gallipoli Gallipoli (LE) (LE) 11.01.1987 11.01.1987 Santa Caterina (LE) 24.11.1991 Santa Caterina (LE) 24.11.1991 Differenti tropical-like ciclones Bacino del Mediterraneo (Fifa et al., 2007) Eventi meteomarini estremi nella regione del Mediterraneo negli ultimi 25 anni Il manifestarsi di importanti tornado è stato indicato da differenti fonti storiche sin dal XVI secolo (Gianfreda et al., 2005) Il manifestarsi di importanti tornado è stato indicato da differenti fonti storiche sin dal XVI secolo (Gianfreda et al., 2005) Dati della RON Rete Ondametrica Nazionale Monopoli Catania Crotone (dati concessi dal Prof. Ing. P. Aminti, Università di Firenze) Costa Brindisina, 20 febbraio 1743, ore 16.00 “…e finalmente, è stato così spavantoso, che ritirandosi il mare, faceansi vedere aperture della terra, et il molo di Porta Reale diviso in tre parti…” (Cagnes e Scalese, 1743) Torre Santa Sabina, Brindisi, Puglia Otranto/Leuca - Lecce Leuca (Regione Puglia) Accumuli Accumuli di di blocchi blocchi rilevati rilevati lungo lungo le le coste coste del’Adriatico del’Adriatico meridionale meridionale ee del del mare mare Ionio Ionio suggeriscono suggeriscono l’impatto l’impatto di di almeno almeno 88 differenti differenti tsunami tsunami la la cui cui genesi genesi èè legata legata aa forti forti terremoti: terremoti: •• 3500 3500 BP BP (Lefkada, (Lefkada, Greece); Greece); •• February February 4th, 4th, 1169 1169 (Sicily); (Sicily); •• December December 5th, 5th, 1456 1456 (Ionian (Ionian Apulia); Apulia); •• April Adriatic Apulia April 6th, 6th, 1667 1667 ((Adriatic Apulia,, Croatia Croatia)) •• January January 11th, 11th, 1693 1693 (Sicily); (Sicily); •• February February 20th, 20th, 1743 1743 (Ionian (Ionian and and Adriatic Adriatic Apulia); Apulia); •• end end of of XIX XIX century century (1836?) (1836?) (Ionian (Ionian Apulia); Apulia); •• December December 28th, 28th, 1908 1908 (Sicily). (Sicily). Tsunami riconosciuti da documenti lungo le coste pugliesi (Mastronuzzi et al., Z.f.G., 2006) Stima dell’altezza d’onda Nott theory (1997,2003) 1) HFL = HT – Altitude of the cliff HFL 2) Xmax = (HFL)1.33 n‐2 HT Acliff Joint bounded block scenario (Nott, Marine Geology, 1997) HT ≥ [0.25 ∙ a ∙ (ρb ‐ ρw / ρw)] / CL HT ≥ [0.5 ∙ c ∙ (ρb ‐ ρw / ρw)] / CL Nott, EPSL, 2003 Pignatelli et al., Marine Geology, 2009 where: a measure of longer axis; b measure of medium axis; c measure of shorter axis; ρb : density of the boulder rock; ρb : density of the sea water; CL : coefficient of lift = 0,178 (Einstein and El Samni, 1949); Inland inundation limits Xmax = (Hwave)1.33 n-2 k (Hills & Mader, 1997) wave : wave height at the coastline number 0,06 for tsunami (Pignatelli et al., Marine Geology, 2009) Carta delle pendenze Coastal types Manning number n Lagoon, fluvial plain 0,01‐0,015 Mediterranean vegetation 0,016‐0,025 Farm area 0,026‐0,035 Discontinuos dune belts (without vegetation) 0,036‐0,040 Dune belts (Altitude > 3 m) 0,041‐0,046 Rocky coasts (very karsificated) 0,047‐0,052 Urban area discontinuous 0,053‐0,058 Urban area (with buildings very concentated) 0,059‐0,064 Mangrooves 0,065‐0,069 Forests, Pinewood, etc. > 0,07 Torre Squillace, Lecce Torre Squillace, Lecce (Pignatelli et al., Marine Geology, 2009) Materiali e Metodi: Il Laser Scanner Terrestre Effetti dello tsunami del 4 dicembre 1456 (Mastronuzzi e Sansò, Marine Geology, 2000) Determinazione delle dimensioni dei blocchi 2 3 Boulder area (m ) volume (m ) 1 8.174 1.301 2 9.790 1.536 3 8.826 1.376 4 40.368 10.300 HT ≥ [0.5 ∙ c ∙ (ρb ‐ ρw / ρw)] / CL 1 - Nel calcolo del “C” medio questa metodologia sembra mostrare che il C misurato “a mano” eccedeva quello medio del 20-30% 2 – Nel calcolo dei volumi e dei pesi questa metodologia evidenzia sino ad un 60% di precedente sopravvalutazione. Punta Saguerra, Taranto effetti dello tsunami del 26 aprile 1836 (Foto: M. Caldara) Profilo digitale, prima ricostruzione e micro-topografia Profilo digitale, prima ricostruzione e micro-topografia DEM DEM DEM DEM DEM DEM Formula di Smart et al. (2004) Dove: k=0.4: costante di van Karman g: accelerazione di gravità R: profondità media del flusso o altezza della colonna (acqua+detrito) per cella di micro topografia Z0: deviazione standard dell’altezza della superficie Xmax=D+(HT-hc)1,33n-2k cosα Baia d’Argento Applicazioni possibili su : 1 – ortofoto; 2 – immagini da satellite; 3 – immagini LIDAR Torre Castiglione, litorale ionico del Salento Ortofoto di partenza D I R E Z I O N E T S U N A M I Ortofoto di partenza (ruotata) D I R E Z I O N E T S U N A M I Individuazione aree Attribuzione valori di ruvidità z z z z z Edifici/Vegetaz.: Ruvidità 0.08 Sterrato: Ruvidità 0.04 Sabbia: Ruvidità 0.04 Roccia: Ruvidità 0.05 Mare: no data Punta Ristola, Capo Santa Maria di Leuca, Lecce Ortofoto di partenza D I R E Z I O N E T S U N A M I Ortofoto di partenza (ruotata) D I R E Z I O N E T S U N A M I Individuazione aree Attribuzione valori di ruvidità z z z z z Edifici/Vegetaz.: Ruvidità 0.08 Sterrato: Ruvidità 0.04 Sabbia: Ruvidità 0.04 Roccia: Ruvidità 0.05 Mare: no data ← pixel ignorati ⎫ ↑ Onda = 0m ⎬ ← ne pixel = ?m limite inondazione ⎭ ⎫ ↑ Onda = x3m ⎬ ← nt pixel = ?m altezza dopo lo sterrato ⎭ ⎫ ↑ Onda = x2m ⎬ ← ns pixel = ?m altezza dopo la sabbia ⎭ ⎫ ↑ Onda = x1m ⎬ ← nr pixel = ?m altezza dopo la roccia ⎭ ↑ Onda = x0m ← pixel ignorati = 1 mq altezza iniziale alla costa Conclusioni Il laser scanner terrestre permette di eseguire indagini di estremo dettaglio in aeree molto ampie in breve tempo; A fronte di un’ottima resa nella misura degli assi si ha ancora un errore nella stima del volume perchè la faccia inferiore dei blocchi, a contatto con la superficie, viene ricostruita in fase di post processing; L’estremo dettaglio del DEM - risoluzione di 1 cm con una nuvola di punti molto fitta (approx. 1point/cm2) - consente di eseguire calcoli attraverso tools contenuti nel software di post-processing (curve di livello, quote, etc.); È stato calcolato direttamente il valore del coefficiente di Manning, che solitamente è determinato con osservazioni (molto soggettive) sul campo (postevento) e/o con procedure indirette; La ruvidità ottenuta è paragonabile a quella dei numeri di Manning valutati durante le recenti campagne posttsunami survey (2004 OIT); Il numero di Manning calcolato è una stima dell’attuale ruvidità costiera e pertanto non può essere confrontato con il numero di Manning che caratterizzava la costa al momento dell’impatto dello tsunami in passato. Nuovi sviluppi … work in progress … andiamo a costruire un altro accumulo di blocchi!!!! I dati sin qui presentati sono derivanti da ricerche finanziate dai progetti Progetto MIUR di Ateneo 2009: ““Modellizzazione Modellizzazione e valutazione del rischio costiero da eventi parossistici Resp.: Prof. G. Mastronuzzi parossistici”” ((Resp.: Mastronuzzi)) e dal progetto INGV ––DPC DPC Project S1 2007/09 ““Analysis Analysis of the seismic potential in Italy for the evaluation of the seismic hazard hazard”” (Coordinatori Nazionali : Prof. S. Barba, Prof. C. Doglioni ). Doglioni). (UR 6.03 – responsabile: Prof G. Mastronuzzi 6.03– Mastronuzzi,, Univ Univ.. di Bari) Questa presentazione è un contributo italiano all’IGCP Project 495 “Quaternary Land Ocean interactions: driving mechanism and coastal responses” by UNESCO – IUGS. (Project Leaders: Prof. Anthony Long, University of Durham, UK and Dr. Shahidul Islam, Univ. of Chittangong, Bangladesh) La presentazione è stata prodotta ai soli fini didattici-educativi e non è in commercio. Le diapositive mostrate sono tratte da lavori scientifici dei partecipanti ai progetti di ricerca o da contributi comunque indicati in bibliografia. Qualora esse siano state riportate omettendone o citandone erroneamente la fonte si prega di segnalare l’imprecisione agli Autori della presentazione. … grazie!!!